130409字博士毕业论文无线传感器网络管理核心技能探讨

论文类型：博士毕业论文

论文字数：130409字

论点：信任,网络,传感器

论文概述：

本文是博士学位论文，本文提出的信任感知路由架构具有更高的适用性和可扩展性，并能够在保证网络安全性的前提下提升网络性能。

论文正文：

1简介

根据网络的特点选择和设计需要研究的信任管理系统类型。与传统的有线和无线网络相比，无线传感器网络有其显著的特点，因此对基于信任的网络协议设计和关键技术研究也有特殊的要求。近年来，信任管理系统在国内外无线传感器网络安全研究领域受到越来越多的关注。美国、英国、德国、瑞典等许多国家的科技人员已经对相关内容进行了研究工作。此后，国内许多大学和研究机构，包括北京大学、中国科学院软件研究所、北京交通大学、国防科技大学、复旦大学、武汉大学等。，还积极参与了无线传感器网络信任管理的研究。本文结合无线传感器网络的基本特点，重点研究了在资源有限、缺乏中央基础设施的分布式环境下无线传感器网络信任管理的关键技术。迄今为止，无线传感器网络信任管理关键技术的研究仍是一项基础性和前瞻性的工作。国内研究工作者必须借此机会形成新的研究领域和方向，推动相关科学技术的发展，推动无线传感器网络的实际应用，这对提高我国物联网领域的研究水平和产业化进程具有非常重要的学术价值和现实意义。
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2-一种基于时隙调度的分布式入侵检测技术

2.1简介
目前，已知的网络安全解决方案可分为两类:第一类是基于预防的安全技术，主要包括基于加密和认证的安全机制，为网络提供密钥管理、数据隐私和节点认证等安全服务。这种机制也被认为是抵御网络攻击的第一道防线。第二类是基于检测的安全技术，即入侵检测技术。当第一道防线不能使用或失效时，它主要用于识别、警报和隔离恶意节点力量。因此，入侵检测系统在无线传感器网络安全领域发挥着非常重要的作用。然而，现有的入侵检测机制不能直接应用于无线传感器网络，因为无线传感器网络和其他网络(例如有线网络和网络)之间的网络特性存在显著差异。具体原因如下:由于网络的物理隔离和连通性限制，传统有线网络在媒体访问控制中的安全问题并不明显。目前，应用于有线网络的入侵检测系统主要依靠监控网络中交换机、路由器、网关等中央基础设施设备的数据流信息。然而，无线传感器网络通常共享开放的信道，并且缺乏能够使入侵检测系统收集整个网络的审计数据的中央基础设施。

2.2研究现状
目前，已经提出了许多分布式入侵检测系统。针对同构和异构无线传感器网络的特点，提出了一种分布式入侵检测系统。通过分析攻击行为与监控节点之间的距离、检测范围、传输范围、网络节点密度等参数，系统选择单感知检测和多感知检测两种不同的工作模式来完成入侵检测功能。在文献中提出的方案中，每个节点独立运行一个分布式入侵检测系统来监控用户和系统的本地行为。如果本地数据检测到异常，相邻节点将联合起来对检测到的节点的行为进行全局判断。虽然全局决策机制可以提高入侵检测系统的检测精度，但也会导致大量的交互式数据包，这不仅会增加网络的能耗，而且在某些情况下会增加网络的负担，如网络拥塞，影响网络的性能。

3无线传感器网络信任评估机制研究.......47
3.1研究现状.......47
3.2无线传感器网络的信任计算.......50
4基于信任和风险指标的访问控制机制...................71
4.1导言.......71
4.2相关工作.......72
5 A无线传感器网络信任感知安全路由协议……95
5.1导言...95
5.2相关工作……96

5 A无线传感器网络信任感知安全路由协议

5.1简介
目前，国内外一些研究者已经开始关注基于信任的安全路由协议研究]。然而，传统的无线传感器网络信任路由协议仍有一些关键问题需要解决。首先，大多数现有的信任感知路由协议只考虑一种或几种路由攻击，很少提供抵抗信任模型攻击的能力。虽然信任管理技术可以应对大多数网络攻击，提高网络安全性，但它也可能带来一些潜在的安全风险，在设计基于信任的安全应用时必须加以考虑。为了解决这个问题，本文详细分析了路由协议和信任模型受到的攻击，并提出了具体的解决方案。

5.2相关工作
信任感知路由协议的基本目的是建立从数据源节点到目的节点的安全高效的路由。其中，路由算法决定了路由选择的最终结果，因此它直接关系到信任感知路由的性能。文献从数学角度分析了信任测量的本质。本文通过理论证明，在没有直接信任交互记录的情况下，不同实体之间可以建立间接信任关系。为了进一步分析路由算法中信任度量的特点，文献提出了一份正式的信任路由研究报告。从考虑信任度量与传统度量的兼容性的角度出发，分析并得出信任度量的四个独特特征。然而，作者没有考虑到在实际应用环境中，路由算法需要同时考虑信任度量和度量。事实上，无线传感器网络的不同应用可能有完全不同的要求。例如，一些应用程序可能对实时性能有更严格的要求，而另一些应用程序可能对网络寿命更感兴趣。一般来说，信任感知路由协议应该尽可能提高网络性能，同时满足网络安全要求。
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6摘要和展望

在分布式无线传感器网络的应用环境中，信任感知安全路由协议具有重要的研究价值和意义。传统的信任感知路由只能抵抗几种网络攻击，尤其是它们通常忽略对信任模型的攻击，从而带来很大的安全风险。在此基础上，详细分析了无线传感器网络中常见路由攻击的特点，并提出了相应的安全防御机制。此外，现有的研究表明信任度量与其他度量明显不同。然而，很少有安全路由协议考虑这个问题，这往往导致路由算法的设计缺陷。为了解决这一问题，本文采用数学方法对这两个指标进行了分析，并提出了一种优化的路由算法。最后，传统的可信路由体系结构通常依赖于特定的路由协议或平台。此时，一旦无线传感器网络需要替换路由协议或系统平台，这种类型的可信路由可能会立即失效。另一方面，现有的信任路由方案很少考虑信任数据收集过程的设计和实现。为了解决上述问题，本文充分考虑了建立信任路由的通信和延迟开销，提出了一种高效灵活的信任路由协议。仿真结果表明，本文提出的信任感知路由架构具有较高的适用性和可扩展性，能够在保证网络安全的前提下提高网络性能。
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参考文献(省略)